JP2005314113A - 紙の丸まり制御手段付色刷り校正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートの供給の誤り、紙詰まりを防止する。
【解決手段】 印字用媒体の先端部を下に押さえるため、及び印字用媒体が先に送られる際の印字用媒体と実質的に同じ速度で横方向に移動するための、丸まり防止ガイド手段を含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、大型インクジェットプリンタに、丸まりの残る大判媒体を供給するための解決策に関する。

従来の両面色刷り校正装置には、印刷素材としてロール状ウェブを用い、さらにウェブ供給装置、印字用媒体を回転させるためのタンブラ装置、および位置合わせ検出補正装置を備えるものがある（特許文献２）。ウェブ供給装置は、紙ロールから紙を供給する際、媒体の丸まりを小さくするためのローラを備える。

しかし、丸まりを取るためのローラを用いても、丸まりが全くなくなるわけではなく、丸まりを伸ばしたあとも媒体に残る残存丸まりの問題があった。特に大判フォーマットのプリンタを作る場合、残存丸まりは深刻な問題であり、プリンタ運転中に裁断シート（ｃｕｔ ｓｈｅｅｔ）の供給に誤りが生じたり、紙詰まりが起きたりする。

もう一つの問題として、紙の丸まりは素材である紙の相対湿度に依存する。週末になると印刷室の空調が切られて、作業環境の相対湿度が１０％になるという報告もある。週が開けて空調装置にスイッチが入っても、すぐには紙ロールを再加湿することができず、操作上の問題を避けられない。

印刷媒体に残る丸まりによって生じる問題を回避できる改良印刷装置の必要があるのは明らかである。丸まりがかなり残っている媒体に対応できる印刷装置の必要がある。これにより紙の質や条件についての制約が少なくなる。

現在までに下記の関連文献が知られている。

上記の有利な効果は特許請求項１に記載の印刷装置によって実現できる本発明の好ましい実施例の具体的特長は従属クレームに記載される。

本発明のさらなる利点および実施例は以下の説明と図面から明らかになる。

本発明の従来技術は、例えば特許文献１−５に開示されている。

欧州特許１３９１４０８ 欧州特許１２９１１８９ 米国特許５８８４８６０ 米国特許５５６６９０６ 米国特許３７３５９３７

印字用シート（ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｈｅｅｔ）に丸まりが残っていることで生じる問題にはいくつかの対応策がある。残存丸まりとは、印刷素材の丸まりを取り除くあるいは減らすために丸まりを取る手順を踏んだあとまで残っている、プリンタに供給された素材に残っている丸まりをいう。印刷装置の機能としての残存丸まりの対抗策について説明する。これら手段は素材の丸まり特性（ｃｕｒｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）を減じるのではなく、装置が丸まった媒体に対応できるようにするものである。

以下に本発明をその好ましい実施例について説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

図１に、両面画像（ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｄｅｄ ｉｍａｇｅｓ）を印刷するための印刷装置を示す。この装置はいくつかの主要部分からなる。
−−印字用媒体上に画像を印刷するための印字ヘッドを有する印刷ユニット１、
−−媒体を印刷ユニットに供給するための媒体供給手段２
−−本印刷装置は両面印刷用に設計されているので、第１の画像を第１の面に印刷したあと、印字用媒体の方向を変えるためのタンブラユニット３も設けられている。

印刷装置は通常、軽量の台座４によって支持されるが、台座４に台輪５を設けて印刷装置を簡単に動かせるようにすることができる。台座４には印刷されたプリントを収納するためのバスケット６が取り付けられている。

以下に、両面印刷のための操作ステップ説明を用いて、好ましい実施例を説明する。

図２，３を参照する。

媒体供給手段は以下を具備する。
−−トルクを生じて媒体ロール７が自然に巻き戻されるのを防ぐ摩擦制動機構を持つ、媒体ロールホルダーと媒体ロール７
−−巻いた状態で保管したことで印字用媒体１０に生じる丸まりを減らすための丸まり阻止プレート（ｄｅ−ｃｕｒｌｉｎｇ ｐｌａｔｅ）９
印刷ユニット１そのものには、プリンタ駆動ローラ１１と、印字用媒体１０上まで下ろすことができ、画像印刷中、印字用媒体１０を保持して一定速度で送るためのプリンタつまみローラ１２が設けられている。好ましくは、これらローラは装置の全幅にわたって設けられ、印字用媒体１０が歪んだりその他異常を来さずに、印字用媒体１０が一定かつなめらかに搬送されるよう、駆動ローラ１１は単一モータで駆動する。駆動ローラ１１としては、金属グリッドローラ（ｍｅｔａｌ ｇｒｉｄ ｒｏｌｌｅｒ）が考えられるが、つまみローラ１２は通常エラストマーの表面を持つ。本プリンタは最大幅５０インチの大判用紙用に設計されているため、つまみローラを装着したバーの中間部分は相対的に紙を駆動ローラに押しつける力が小さい。つまみローラを装着したバーは、金属ローラを用いたり負荷をかけて重量を持たせることにより、中間部でのつまみローラのつまむ作用を強化し、それにより給紙の確度も高める。

ウェブ供給ステップ
新しい媒体ロール７で運転をする場合、印字用媒体１０の先端部を手で印刷ユニット１に装荷するが、ここで押し下げられた状態のプリンタつまみローラ１２を下げることで先端部が把持されてさらなる送りが確実になる。

印刷中、印字用媒体１０は前進方向に搬送される。摩擦制動機構８が媒体ロール７にトルクをかけているため、印字用媒体１０にはテンションが生じ、巻きとった状態で保管されていたことで印字用素材１０に残っている丸まりは、案内プレート９を通って鋭角に曲がるよう素材を案内することでほとんど取れる。

ウェブが駆動およびつまみローラ１１，１２の位置を通過すると、丸まり防止ガイド１３に迎えられる。

好ましくは、丸まり防止ガイド１３は、紙ウェブの先端部を保持するために、列をなす剛性のある金属フィンガー（ａｎ ａｒｒａｙ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｆｉｎｇｅｒｓ）１４を具備する。搬送ベルトシステム１５によって、丸まり防止ガイドは駆動ローラに近い位置と右側に位置するタンブラユニットとの間を横に移動することが可能である。横運動の方向は図２に二重矢印（ｄｏｕｂｌｅ ａｒｒｏｗ）で示す。

印字用媒体１０はまた、印字ヘッドの位置で印字用媒体１０を下に押さえている吸引プレート１６の上を通るよう案内されているため、印字用媒体１０に残っている丸まりによって生じる問題が回避される。吸引プレート１６には、吸引穴が設けられる一方、１つ以上の通風口（ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒｓ）によって吸引プレート１６の下のコンパートメントは真空に保たれる。吸引プレート１６の上を通って案内されている印字用媒体１０は、吸引プレート１６に設けられた吸引穴を介して印字用媒体１０に作用する吸引力によって吸引プレート１６に押しつけられる。これにより、印字ヘッドから印字用媒体１０までの距離が一定に保たれる。

図４に示すように、ウェブに残っている丸まりは、例えば台の上に紙を平らにおいたときの台から紙の先端部までの高さｈによって数値化することができる。この数値はたとえば台から５センチにもなり、これよりさらに高い数値が報告された例もある。残っている丸まりがこれほどにもなると、紙ウェブはまず間違いなくタンブラユニットの搬送ローラからはずれて、紙送り不良が生じる。

丸まり防止ガイド１３の目的は、紙の端を下に押さえて印字ヘッドの下流にあるタンブラユニットの搬送ローラに供給できるようにすることにある。

印字ヘッドを紙の経路からはずしておいて、搬送システム１５によって、丸まり防止ガイドを印刷ユニットの駆動ローラ１１まで横方向に移動させる。媒体１０は駆動および搬送ローラ１１，１２を通過して、さらに先に送られる。

前部プレートにあるセンサが媒体１０を検出し、丸まり防止ガイド１３を主ユニットからタンブラユニットに向けて給紙速度と同じ速度で戻してもよい時期を示す。

給紙中は、丸まり防止ガイド手段が金属フィンガー１４と吸引プレート１６との間でシート１０の端を下に押さえつけている。丸まり防止ガイド１３はタンブラユニットの端部位置に達するまでシートの端を案内する。ついで、シートは図５に示すように先に送られる。しかし、丸まり防止ガイドが吸引プレートの上に位置する印字ヘッド位置を通り過ぎればすぐに、印刷を開始させることができる。

印刷を開始する前に、印字用媒体１０の先端部とサイズをセンサを使って検出しておく。これは、反射または透過測定を用いる１つ以上の光学センサで行うのが好ましい。印字ヘッドを保持するシャトル１８に搭載した単一反射センサ（ｓｉｎｇｌｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ）を用いて、印字用ウェブ１０の端を検出することもできるが、１つまたは複数のセンサを用いる別個のシステムを利用してもよい。
これら測定により印字用媒体１０のサイズを検出することができ、ずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）をオペレータに知らせることも可能になる。

媒体のサイズが正しく、ずれによるエラーが検出されない場合は、表側の画像が印字ヘッドによって印刷される。本実施例では、印刷はシャトルに搭載したカラーインクジェットの印字ヘッドによって行われる。印字ヘッドが印字用媒体１０の上を左右に往復すると、表側の画像が印字用媒体１０の上に記録される。印字ヘッドの異なる細長い列の間で（ｉｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｗａｔｈｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄ）、媒体１０は制御された状態でプリンタ駆動ローラ１１によって先に送られる。

このようにして画像は徐々に印刷される。画像データは画像源から同期された状態で印刷ユニット１に送られる。色刷り／組み付け（ｉｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）校正のための装置を用いる場合は、刊行物の数ページ分を含む画像が、印字用媒体１０の表側に印刷される。

図５に示すように、プリンタが表側の印刷を行っている間、印字用ウェブ１０の先端部は徐々に丸まり防止ガイド１３の下を通って印刷ユニット１の前面に位置するタンブラユニット３に入る。

印刷ヘッドのあと、さらに下流では、紙をさらに前に引っ張るための追加搬送ベルト１７がいくつか設けられている。これには、穴を介して真空によって搬送中の紙を保持する真空搬送ベルトが好ましい。搬送ベルトの速度はしかし給紙速度よりわずかに速い。これにより紙が引伸ばされて、シートの中央部の丸まりが是正され印字ヘッドまでの距離が最適に保たれる。

紙が先に送られて丸まり防止ガイド１３の下を通過すると、タンブラユニット３の搬送ローラ１８とつまみローラ１９の間に送り込まれる。

図５には示していないが、前部駆動ローラ１８とこれに対応する前部つまみローラ１９との間のニップ２０は当初、印字用媒体１０がタンブラユニット３を楽に通れるように、広くあいている。この特長により本装置は媒体にいくらか丸まりが残っていても、問題に対応できる。印刷ユニット１の搬送速度が影響を受けずにすみ、印刷された画像も乱れることがない。

表側の画像の印刷が完了すると、印字用ウェブ１０は所定の位置に送られて、正しい位置で切り離される。プリンタ駆動ローラ１１が停止して印字用ウェブ１０を保持する。

タンブラユニットのつまみローラ１９がここで下に下ろされて、図５に示すように、印字用シート１０をタンブラ駆動ローラ１８とつまみローラ１９の間でしっかりと挟み込む。ここで留意したいのは、タンブラユニットの搬送用およびつまみローラは、印刷済み画像を汚さないように画像領域の外側に配置するのが好ましいということである。

画像印刷後は、紙は主搬送ローラ１１，吸引プレートおよびタンブラユニットの搬送ローラ１８によって保持される。

ここで裁断機構によって印字用ウェブ１０が適切な位置で切断され、印字がすんでいない印字用ウェブ１０から印刷済み画像が切り離されることで、表側に画像が印刷された印字用シートができる。

裁断機構としてはいくつか使用できるものがある。好ましくは、印刷ヘッド１６のシャトルに装着したナイフの刃による機構を必要に応じて駆動させて行う。切断後は、シートの両側端だけを保持している前部駆動／つまみローラ１８，１９が、印字用シートをコントロールできる。

ウェブ引き込みステップ
図５に示すように、印刷済み画像がウェブから切り離されると、後部つまみローラ２１がウェブと接触する。これは降下機構（ａ ｌｏｗｅｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を使って行えるが、図５に示すように、部分つまみローラ（ｐａｒｔｉａｌ ｐｉｎｃｈ ｒｏｌｌｅｒ）２１を回転させるだけで部分ローラがウェブ１０に接触するような実施例も可能である。後部つまみローラ２１は、プリンタの全幅にわたる寸法としてもよく、あるいは２つまたはそれ以上のつまみロール２１に分割してプリンタの幅全体に分散させてもよい。好ましくは、ウェブ１０を、比較的広い間隔をとって少なくとも２箇所で接触させて、ウェブ１０が回転して傾いてしまうのを防ぐ必要がある。後部つまみローラ２１がウェブ１０と接触したところで、プリンタつまみローラ１２を上に持ち上げて、後部つまみローラ２１でウェブ１０をコントロールできるようにする。後部つまみローラ２１は媒体１０が印刷ユニットから落下するのを防ぐ。

図６に示すように、後部つまみローラ２１を後向きに回転させることで、ウェブ１０の先端部が印字ヘッドの位置とプリンタつまみローラ１２の位置より後ろに引き込まれる。再給紙保管チェンバー（ｒｅ−ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｔｏｒａｇｅ ｃｈａｍｂｅｒ）２３の入り口スリット２２を通り過ぎた（ｃｌｅａｒｅｄ）ところで引き込みが止まる。ウェブ１０の先端部は、表側の画像が次に印刷される時まで静止状態におかれる。プリンタや後部つまみローラ２１そのものの大きさによって、後部つまみローラ２１の回転数は変わる。ローラ２１の径が小さい場合は、ウェブ１０の先端部を引き込むには数回回転させなければならない。図６に示すような部分ローラの場合は、部分的な回転だけで完全に引き込めるような寸法を選ぶ必要がある。

さらに裏側の画像を印刷している間、後部つまみローラ２１で印字用ウェブ１０を引き込んで保持することで、印刷ユニットに印字用ウェブ１０を自動的に装荷することが可能になる。

表側画像が印刷されウェブから切り離された印字用シート１０は、印字用シート１０の後端部がプリンタユニット１を通り過ぎるところまで、駆動ディスクに連結した前部駆動ローラ１８の回転によって、タンブラユニット３を通って先に送られる。前端部駆動ローラ１８が停止して、タンブラ作用が始まる。

ここで印字用媒体はタンブラユニットによって上下逆さまにひっくり返され、媒体の裏側に印刷ができるようになる。

タンブラの作動工程は基本的に、以下の組み合わせで行われる。
−−ローラの軸が装着されている装着ディスク（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｄｉｓｋ）を回転させることで、対をなす駆動ローラ／つまみローラ１８，１９の間のニップ２０の向き（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を変える、
−−対の駆動ローラ／つまみローラ１８，１９を用いて、紙の先端部が対のローラの間に戻されるように、媒体１０を送り込む、
−−ニップ２０の向きを再度かえて、シートを印刷ユニットにもう一度戻す。

ウェブの再装荷
再装荷工程は図７に示す状態からはじめる。シート１０は後ろ向きに送られて、印刷ユニット１の再給紙チェンバー２３に入る。

再給紙チェンバー２３は、最初の印刷工程でウェブから媒体が供給される経路（ｐａｔｈ）の下部に位置する。

まだかなり丸まりの残る裁断済みシート１０が、再給紙チェンバーに入りやすくするために、開口部を大きく開く。これは、回転自在な引き込み装置ピボット（ｒｏｔａｔａｂｌｅ ｒｅｔｒａｃｔｏｒ ｐｉｖｏｔ）で引き込み装置ピボットプレート２５を引き上げることで可能になる。ウェブから媒体を供給している間、ピボットプレート２５は下に下ろされた位置にあるため、媒体は簡単にその上を通ることが可能になる。

再給紙工程中、引き込み装置ピボットプレート２５を上に移動させて、再給紙チェンバーの開口部を大きく開く。これにより、丸まりの残る裁断済みシートも楽にチェンバー２３に入れることができ、丸まりの残る媒体の再給紙にまつわる問題にも対応できる。この状態を図７，８に示す。

その寸法のせいで、シートの端の画像領域の外にある２つのタンブラ駆動／つまみローラ１８，１９対では媒体を再度給紙することができなかった。図示のように、タンブラユニット３の前部プレートに、いくつか追加の搬送１７ベルトを設けて、大判の印字用媒体を上に引っ張り上げて印刷ユニットに戻すようにしている。

ピボットローラ２６も追加して、これを上下に移動させて丸まりのある案内媒体の再給紙中、媒体裁断バーの上を媒体が楽に通過できるように搬送ベルトの高さ位置を調節することもできる。ピボットローラを上に動かすことで、搬送ベルトの高さが変わり、今や下向きに丸くなったシートの端は裁断バーその他装置の固定部分を越えて持ち上げられ再給紙チェンバー２３の入り口２２に向けられる。本装置のこの特長によって、丸まりがかなり残る媒体を用いる際に通常生じうる問題に対応できる。

再給紙されたシートは、媒体の両端を利用して揃える。ある程度の経験のあと（ａｆｔｅｒ ｓｏｍｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）、最初に印刷した画像は必ずしも媒体の端と平行でないことが検出された
好ましくは、最初の画像の左右両端に何らかの印を付けておいて、これを画像の長さの裏面（ｖｅｒｓｏ ｓｉｄｅ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ）に設けた位置センサで測定する。

シート１０がいったん再給紙チェンバー２３に入れば、第２の印刷工程を開始することができる。

シート裏面の印刷がすむと、シート１０は装置から送り出されて台座４に装着した完成印刷物を保管するための受け取りバスケットの中に入れられる。

引き込み装置の後部つまみローラ２１によって保持されているロール状の媒体１０の先端部は再び前向きに送られ、シートを案内するための丸まり防止ガイドを利用して新たな記録工程が開始される。

もう一つの側面として、本装置は過剰な残存丸まりの発生を回避できる。ここで重要なパラメータは装置に収納されているロール状媒体１０の相対湿度である。紙としては相対湿度が高い方が残存丸まりが発生せず、好ましい。

ロール紙が非常に乾燥する条件はさまざまあって、その結果問題を生じる。

ロール紙の乾燥を防ぐ方法の一つとして、空気の流れを避けるために装置内部にロール紙を囲い込む（ｅｎｃｌｏｓｅ）ことが考えられる。これは空気の流れを制限するような特殊なカバーを設計すれば可能である。その一例を図９ＡとＢに示す。

すくなくとも保管後は（ｔｈｅ ｐａｓｔ ｓｔｏｒｉｎｇ）紙ロールを囲い込むべきである。

好ましくは、カバーには簡単に開閉できるシャッターを設けて紙ロールの交換が簡単にできるようにする。より好ましい実施例としては、相対湿度を測定したり、問題を印刷装置のオペレータに報告できるようなものがよい。非常に条件が厳しい場合は、相対湿度を調節するためのシステムを用いてロールの相対湿度を印刷に最適な状態に保つ。

以上本発明の好ましい実施例を記述してきたが、当該技術分野の熟練者にとって、特許請求の範囲に定義する本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更が可能であることは明らかである。

印刷装置の全体図 ウェブ供給印刷ユニットおよび丸まり防止ガイドの断面図 印刷駆動システム、吸引プレートおよび丸まり防止ガイド機構の等角投影図 丸まり数値化のための計測システムの説明図 第１面への印刷後の装置の断面図 ウェブ引き込みシステムおよび引き込み装置ピボットプレートを示す。 引き込み装置ピボットプレートを持ち上げた状態の装置の断面図 引き込み装置ピボットプレートの等角投影図 空気流を制限するために媒体ロールを取り囲むシャッターを示す。

符号の説明

１ 印刷ユニット
２ 媒体供給手段
３ タンブラユニット
４ 台座
５ 台輪
６ バスケット
７ 媒体ロール
１０ 印字用媒体

Claims (4)

1. −−印字用媒体（ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ）（１０）上に画像を印刷するための印字ヘッドを持つ印刷ユニット（１）、
   −−印字用媒体（１０）を印刷ユニットに供給するための媒体供給手段、
   を具備する印刷装置であって、印刷装置は、印字用媒体の先端部を下に押さえるため、及び印字用媒体が先に送られる際の印字用媒体と実質的に同じ速度で横方向に移動するための、丸まり防止ガイド手段（ａｎｔｉ−ｃｕｒｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｍｅａｎｓ）（１３）を含むことを特徴とする印刷装置。
2. 印字用媒体を前に引っ張るための搬送ベルト（１７）をさらに少なくとも一つ含む、請求項１に記載の印刷装置。
3. 印字用媒体の残存丸まりを緩和するためにシートを引っ張ることができるように、媒体供給中の搬送ベルト（１７）の速度が、媒体速度より高いことを特徴とする、請求項２に記載の印刷装置。
4. 印刷済みシートを再給紙するための再給紙保管チェンバー（ｒｅ−ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｔｏｒａｇｅ ｃｈａｍｂｅｒ）（２３）を持ち、再給紙保管チェンバー（２３）は入り口を持ち、残存丸まりの影響を緩和するための手段は、再給紙保管チェンバー（２３）の入り口スリットを広げて、印字用媒体の後端部の丸まりによる問題を回避するための可動後部可ピボットプレート２５を含むことを特徴とする、前記いずれかの請求項に記載の印刷装置。